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Quel flux utiliser pour la fusion de l'aluminium : Guide complet de sélection et d'application

Heure:2026-04-15

Lors de la fusion de l'aluminium, le flux adéquat dépend de l'objectif métallurgique spécifique. flux de dégazage (formulations granulaires de fluorure de KCl-NaCl) pour éliminer l'hydrogène dissous et prévenir la porosité de la coulée, poser sa candidature flux de drossing (sels de chlorure-fluorure sous forme de poudre) pour séparer et récupérer l'aluminium métallique piégé dans les crasses de surface, spécifier le flux de couverture (mélanges granulaires de KCl-NaCl) pour protéger la surface de la fonte de l'oxydation atmosphérique pendant les périodes d'attente, et choisir flux de raffinage (mélanges de chlorure et de fluorure en poudre fine) pour coaguler et faire flotter les fines inclusions non métalliques - la gamme complète de flux d'aluminium d'AdTech couvrant les quatre fonctions dans des formulations optimisées pour des températures de 680 à 780°C dans les opérations de moulage sous pression des automobiles, de moulage par gravité des fonderies, de fusion secondaire de l'aluminium et de moulage en continu.

Si votre projet nécessite l'utilisation de flux d'aluminium, vous pouvez nous contacter pour un devis gratuit.

Chez AdTech, nous répondons constamment à cette question de la part de métallurgistes de fonderie, de directeurs d'usines de seconde fusion et d'ingénieurs qui mettent en place de nouvelles lignes de coulée d'aluminium. La difficulté réside dans le fait que la question “quel flux utiliser lors de la fusion de l'aluminium” n'est pas une question unique, mais quatre ou cinq questions différentes en fonction du problème que vous essayez de résoudre. Nous avons vu des fonderies appliquer un flux d'écrasement alors que leur véritable problème était la porosité de l'hydrogène dissous, et des opérations dépenser beaucoup d'argent pour un flux d'affinage de première qualité alors que leur problème fondamental était l'humidité dans le matériau de charge. Le choix du mauvais type de flux entraîne un gaspillage d'argent et ne permet pas de résoudre le problème métallurgique réel.

Aluminium Alloy Casting Degassing Refine Flux
Aluminium Alloy Casting Degassing Refine Flux
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Pourquoi l'aluminium a besoin d'un traitement par flux : Les principaux problèmes métallurgiques

Avant de choisir un fondant, il faut comprendre précisément pourquoi le traitement de la fonte d'aluminium est nécessaire, afin d'éviter l'erreur courante qui consiste à traiter les symptômes plutôt que les causes profondes.

Hydrogène dissous : Le problème de la porosité

L'aluminium en fusion absorbe de l'hydrogène provenant de multiples sources - humidité atmosphérique, matériaux de charge humides, gaz humides des fours et déchets contaminés. La solubilité de l'hydrogène dans l'aluminium diminue considérablement lors de la solidification : l'aluminium liquide à 660°C contient environ 0,69 ml d'H₂ par 100g, alors que l'aluminium solide à la même température n'en contient que 0,036 ml/100g. Cette chute de solubilité de 20 fois oblige l'hydrogène dissous à se transformer en bulles de gaz pendant la solidification, ce qui crée des porosités dans la pièce moulée finie.

La teneur en hydrogène acceptable pour la plupart des pièces moulées en aluminium de construction est inférieure à 0,10-0,15 ml H₂ pour 100 g d'aluminium. L'aluminium secondaire (déchets recyclés) contient couramment 0,30-0,60 ml/100g avant traitement, soit trois à six fois le niveau acceptable. Le flux de dégazage permet de résoudre ce problème spécifique.

L'écume et la perte de métal : le problème du rendement

Chaque fois que l'aluminium en fusion entre en contact avec l'air, un film d'oxyde superficiel se forme instantanément. Les turbulences qui se produisent lors de la fusion, du chargement et de l'agitation replient ces films dans la masse fondue et les accumulent sous forme d'écumes à la surface de la masse fondue. Dans les opérations d'aluminium secondaire, la production de crasse représente généralement 3 à 81 TTP3T du poids total de la charge, l'aluminium métallique représentant 40 à 701 TTP3T de cette masse de crasse - ce qui représente une perte directe de revenus. Le flux d'écume résout ce problème de rendement.

Réoxydation des surfaces : Le problème de la contamination

Entre les cycles de traitement et pendant les périodes d'attente avant la coulée, les surfaces exposées de l'aluminium en fusion forment continuellement de l'oxyde nouveau. Chaque nouvelle couche d'oxyde qui se forme à la surface de la fonte et qui est ensuite perturbée crée de nouvelles inclusions bifilm. Le flux de couverture empêche cette réoxydation.

Inclusions fines et métaux alcalins : Le problème de la qualité

Même après un dégazage et un écrémage efficaces, les fontes d'aluminium contiennent de fins bifilms d'oxyde, des particules de spinelle et des métaux alcalins dissous (sodium, calcium, potassium provenant de la contamination de la ferraille) qui dégradent les propriétés mécaniques de la coulée. Une teneur en sodium supérieure à environ 15 ppm dans les alliages aluminium-silicium entraîne une modification excessive de l'eutectique et peut accélérer l'absorption d'hydrogène. Le flux de raffinage élimine ces contaminants fins.

Les quatre principaux types de fondants pour aluminium et leur rôle respectif

Référence rapide : Type de flux vs. problème résolu

Type de flux Problème primaire résolu Prestations secondaires Forme physique En cas d'application
Flux de dégazage Hydrogène dissous / porosité Quelques inclusions de flottation Poudre granulée Pendant ou après la fonte complète
Flux de crasse Perte d'écume / oxyde de surface Ligne d'écrémage plus propre Poudre fine Quand les scories s'accumulent
Flux de couverture Réoxydation de la surface pendant le maintien en température Barrière d'absorption H₂ Gros grains Après l'écrémage / en attente
Flux de raffinage Inclusions fines / métaux alcalins Prise en charge de l'affinage des grains Poudre fine Avant la coulée, après le dégazage
Flux polyvalent Fonctions combinées Traitement simplifié Poudre granulée Traitement général
Nettoyage du four flux Accumulation d'oxyde sur les murs et le foyer Récupération des métaux accumulés Gros grains Périodes d'entretien

Comprendre quand vous avez besoin de chaque type

Le diagnostic en quatre questions que nous utilisons avec les nouveaux clients de la fonderie :

Observez-vous une porosité gazeuse ou spongieuse dans les pièces coulées ? → Le premier besoin est un flux de dégazage, combiné à un équipement de dégazage rotatif si la porosité est importante.

Votre récupération d'aluminium métal est-elle inférieure à 93-95% ? → Le besoin principal est un flux de drossing pour réduire le métal piégé dans l'oxyde de surface.

La teneur en hydrogène de votre coulée augmente-t-elle pendant les longues périodes de rétention ? → Le besoin principal est un flux de couverture pour empêcher l'absorption d'hydrogène atmosphérique pendant la détention.

Constatez-vous une dispersion des propriétés mécaniques, des défauts d'élongation ou des inclusions dans les surfaces usinées ? → Le besoin principal est le flux de raffinage pour éliminer les fines inclusions bifilm et la contamination alcaline.

De nombreuses opérations présentent plusieurs problèmes simultanément - dans ces cas, une séquence de traitement utilisant des flux spécifiques dans le bon ordre est plus performante que n'importe quel produit polyvalent.

Flux de dégazage : quand l'utiliser, comment il fonctionne et comment le doser correctement

Le mécanisme d'élimination de l'hydrogène

Le flux de dégazage fonctionne par un mécanisme physique de transport de bulles plutôt que par une réaction chimique directe avec l'hydrogène. Lorsque les granulés ou la poudre de flux entrent en contact avec l'aluminium en fusion, les composants du sel de chlorure réagissent avec les traces d'humidité et l'aluminium pour générer de très fines bulles de gaz - principalement du chlore gazeux (Cl₂) et des vapeurs de chlorure. Ces bulles s'élèvent à travers la matière fondue.

Lorsque chaque bulle montante traverse l'aluminium, l'hydrogène dissous se diffuse du métal environnant vers l'intérieur de la bulle, sous l'effet du gradient de concentration entre le métal saturé d'hydrogène et la bulle essentiellement dépourvue d'hydrogène. La bulle transporte cet hydrogène jusqu'à la surface de la fonte où il s'échappe dans l'atmosphère.

L'efficacité du processus dépend essentiellement de la taille des bulles (les bulles plus petites ont une surface nettement plus grande par unité de volume et collectent plus d'hydrogène) et de la distribution des bulles (une distribution uniforme dans toute la profondeur de la matière fondue élimine l'hydrogène dans toutes les zones, et pas seulement près de la lance ou du point d'injection). Cela explique pourquoi les unités de dégazage rotatives - qui produisent des bulles d'un diamètre de 2 à 5 mm réparties uniformément - sont nettement plus performantes que l'injection par lance.

Quand spécifier le flux de dégazage

Le flux de dégazage est le bon choix lorsque :

  • La porosité de la coulée est le principal problème de qualité.
  • Les mesures de l'indice de densité (ID) dépassent 4-5% avant le traitement.
  • La mesure de la teneur en hydrogène est supérieure à 0,15 ml/100g d'aluminium.
  • L'entreprise utilise de l'aluminium secondaire (ferraille recyclée) comme matière première principale.
  • La production a connu récemment des augmentations de rebuts dues à la porosité.
  • Les pièces coulées échouent aux tests de pression ou à l'inspection de la porosité par rayons X.

Spécifications du flux de dégazage

Paramètres Flux de dégazage standard Flux de dégazage de première qualité Méthode d'essai
Teneur en KCl 40-50% 38-45% Analyse XRF
Teneur en NaCl 22-32% 20-30% Analyse XRF
Na₃AlF₆ (cryolithe) 15-22% 16-22% Analyse XRF
K₂TiF₆ (en prime) Aucun 8-14% Analyse XRF
Teneur en eau ≤ 0,30% ≤ 0.20% Karl Fischer
Taille des particules 0,5-2,5 mm 0,5-2,0 mm Analyse granulométrique
Plage du point de fusion 650-720°C 640-710°C DSC
Température d'application 700-750°C 700-745°C Thermocouple

Directives de dosage du flux de dégazage

Méthode d'application Dose de flux (kg/tonne Al) Gaz vecteur Durée du traitement H₂ Réduction
Épandage en surface + brassage 3.0-5.0 Aucun 10-20 min 20-35%
Plongée de la pastille de flux 2.0-4.0 Aucun 8-15 min 30-50%
Injection de lance 1.5-3.0 N₂ : 5-10 L/min/tonne 10-18 min 45-65%
Unité de dégazage rotative 0.8-1.8 N₂ : 4-8 L/min/tonne 12-18 min 60-80%
Rotation + flux combinés 0.5-1.5 N₂/Ar : 4-7 L/min/tonne 12-20 min 70-90%

Comment vérifier l'efficacité du dégazage ?

Le test de l'indice de densité (ID) est la méthode de vérification sur le terrain la plus accessible :

  1. Prélever simultanément deux petits échantillons de métal dans la masse fondue traitée.
  2. Solidifier l'un à la pression atmosphérique, l'autre sous vide (80-100 mbar).
  3. Peser les deux échantillons avec précision.
  4. Calculer : DI (%) = (ρ_atm - ρ_vac) / ρ_atm × 100.
  5. DI acceptable pour la plupart des pièces coulées : moins de 3-5% ; pour les pièces critiques : moins de 1-2%.

Un traitement de dégazage rotatif bien exécuté à l'aide d'un flux de dégazage de qualité devrait réduire le DI de 10-20% (aluminium secondaire typique non traité) à 1-4%.

Flux d'écumage de l'aluminium
Flux d'écumage de l'aluminium

Flux d'écumage : récupération du métal à partir de l'oxyde de surface et réduction des pertes

Ce que contiennent les crasses

La compréhension de la composition de l'écume explique pourquoi le flux d'écume fonctionne et pourquoi l'économie du traitement de l'écume est si convaincante :

Composant de l'écume Contenu typique Notes
Aluminium métallique (piégé) 40-70% Objectif de récupération primaire
Oxyde d'aluminium (Al₂O₃) 15-35% Non récupérable
Nitrure d'aluminium (AlN) 5-15% Formes de contact avec l'atmosphère N₂
Oxyde de magnésium (MgO) 1-8% Plus élevé dans les alliages contenant du Mg
Spinelles (MgAl₂O₄) 2-6% De l'oxydation de la surface de l'alliage de Mg
Résidu de flux de sel 2-8% Des traitements antérieurs

La teneur en aluminium métallique représente un revenu récupérable. Dans une fonderie fondant 500 tonnes par mois avec une production d'écume de 3% et une teneur en métal dans l'écume de 55% (référence typique non traitée), le métal piégé est d'environ 8,25 tonnes/mois. À 2 500 USD/tonne d'aluminium, cela représente plus de 20 000 USD/mois de récupération potentielle de métal - l'investissement dans les flux d'écume est immédiatement rentable.

Comment fonctionne le flux d'écrasement

Le flux d'écrasement agit sur la couche d'écrasement par le biais de deux mécanismes :

Réduction de la viscosité : Les sels de chlorure-fluorure se dissolvent dans la matrice d'oxyde de l'écume, réduisant son point de fusion et sa viscosité. Les gouttelettes de métal liquide piégées dans la structure de l'écume peuvent alors coalescer et s'écouler dans la matière fondue par gravité. Les crasses traitées deviennent sèches, friables et non adhésives - faciles à écumer proprement.

Modification de la tension superficielle : Les composants du flux réduisent la tension interfaciale entre l'aluminium métallique et l'oxyde d'aluminium, ce qui permet à la peau d'oxyde de libérer plus facilement son contenu métallique piégé.

Les crasses non traitées sont humides, collantes et arrachent le métal de la surface de la fonte lors de l'écrémage. Les crasses traitées par flux sont sèches et se séparent proprement, laissant une surface métallique brillante.

Spécifications du flux d'écumage

Paramètres Flux d'écrasement standard Usage intensif (Al secondaire)
Teneur en KCl 52-62% 48-58%
Teneur en NaCl 18-26% 16-24%
Contenu en Na₃AlF₆ 12-18% 14-20%
Contenu du KF 5-12% 8-16%
Humidité ≤ 0,30% ≤ 0,25%
Forme des particules Poudre 0,1-0,5mm Granulaire 0,5-2,0 mm
Taux de dosage 5-12 kg/tonne de crasse 8-18 kg/tonne de crasse
Amélioration de la récupération des métaux 15-30% vs. sans flux 20-40% vs. sans flux

Procédure d'écrasement correcte

  1. Laissez les crasses s'accumuler naturellement - ne les remuez pas prématurément dans la masse fondue.
  2. Réduire l'agitation de la fonte et laisser la surface se calmer.
  3. Appliquer la poudre de flux d'écrasement uniformément sur toute la surface de l'écrasement.
  4. Faire pénétrer le flux dans le corps de l'écume à l'aide d'une écumoire perforée - le flux doit pénétrer à l'intérieur de l'écume, et non pas seulement en recouvrir la surface.
  5. Laisser 3 à 5 minutes de temps de contact pour que le flux réagisse.
  6. Écumez les crasses traitées d'un seul mouvement régulier d'un côté à l'autre du four.
  7. Inspectez la surface de fusion - elle doit être brillante et propre, et non grise ou terne.
Flux pour moulage d'aluminium
Flux pour moulage d'aluminium

Flux de couverture : protection de la matière fondue pendant le maintien et le transfert

Le problème de la réabsorption de l'hydrogène pendant le maintien en température

Après un traitement de dégazage efficace, l'aluminium nettoyé réabsorbe l'hydrogène de l'atmosphère du four à un taux de 0,03-0,08 ml H₂ par 100g Al par heure dans un four à gaz non protégé. Une période d'attente de 4 heures sans protection de la surface peut faire remonter la teneur en hydrogène de l'objectif de post-traitement de 0,10 ml/100g à 0,30-0,40 ml/100g - ce qui nécessite un nouveau traitement avant la coulée.

Le flux de couverture flotte sur la surface du métal comme une couverture de sel fondu, empêchant physiquement le contact avec l'atmosphère et ralentissant considérablement la réabsorption de l'hydrogène à environ 0,005-0,020 ml H₂ par 100g Al par heure - une réduction de 4 à 8 fois.

Quand utiliser le flux de couverture

La couverture des flux est particulièrement utile dans les cas suivants

  • Les opérations de coulée par lots qui impliquent un temps d'attente important entre le traitement et la coulée.
  • Maintien du métal dans des fours de maintien pendant la nuit ou en cas de changement d'équipe.
  • Opérations de coulée à basse pression avec des fours de maintien étanches.
  • Toute opération où le redégazage avant chaque cycle de coulée est coûteux ou peu pratique.
  • Opérations de transfert où le métal passe d'un four à l'autre par des bassins ouverts.

Spécifications du flux de couverture

Paramètres Spécifications Notes
Teneur en KCl 62-75% Phase porteuse primaire
Teneur en NaCl 20-30% Ajustement eutectique
Contenu en Na₃AlF₆ 5-12% Dissolution des oxydes
Teneur en eau ≤ 0,30% Critique - le flux de couverture humide absorbe H₂
Taille des particules 2-8mm granuleux Grossière pour l'étalement et la formation de couches
Point de fusion 640-680°C Doit fondre et s'écouler aux températures de maintien de l'Al
Densité de flux 1,6-1,9 g/cm³ Doit être moins dense que l'aluminium (2,7 g/cm³)
Taux d'application 5-10 kg/m² surface de fusion Suffisante pour une couverture continue
Épaisseur de la couche 15-30mm efficace Des couches plus fines permettent un contact avec l'atmosphère

Affinage du flux : élimination des inclusions fines et des métaux alcalins

Pourquoi le dégazage et l'écumage standard laissent-ils des problèmes résiduels ?

Même après un dégazage complet et un traitement d'écrasement, une population résiduelle d'inclusions fines subsiste dans la matière fondue :

  • Fragments de bifilm d'oxyde submillimétriques trop légers pour être écrémés et trop fins pour la flottation à bulles.
  • Particules de spinelle (MgAl₂O₄) qui résistent au traitement standard.
  • Métaux alcalins dissous (Na, Ca, K) provenant de la contamination de la ferraille qui ne peut être éliminée par flottation à bulles d'hydrogène.

La contamination par le sodium au-delà d'environ 10-15 ppm dans les alliages Al-Si provoque une surmodification eutectique, réduit l'allongement et accélère l'absorption d'hydrogène. Le calcium au-delà de 5-8 ppm a des effets similaires. Ces métaux alcalins nécessitent une chimie du fluorure spécifique pour former des sels composés amovibles.

Comment le flux d'affinage traite les inclusions fines

Le flux d'affinage fonctionne selon deux mécanismes supplémentaires qui vont au-delà du dégazage standard et de la chimie de l'écrasement :

Coagulation d'inclusion : Les composants fluorés fins du flux d'affinage réduisent la tension superficielle des particules d'oxyde fines, favorisant leur agglomération en amas plus importants qui sont plus facilement éliminés par flottation. C'est ce mécanisme qui rend le flux d'affinage particulièrement efficace pour améliorer l'élongation et la résistance à la fatigue des pièces moulées en aluminium pour l'industrie automobile.

Extraction de métaux alcalins : Les composants fluorés (en particulier KF et Na₂SiF₆) réagissent avec le sodium et le calcium dissous dans la fonte pour former des composés fluorés complexes (NaAlF₄, Ca₂AlF₇) qui sont insolubles dans l'aluminium et flottent jusqu'à la couche d'écume pour être éliminés. Cette chimie peut réduire la teneur en sodium de 30 à 80 ppm (déchets secondaires contaminés typiques) à moins de 10 ppm après un traitement approfondi par flux d'affinage.

Spécifications du flux de raffinage

Paramètres Flux de raffinage standard Premium Refining Flux
Teneur en KCl 38-48% 35-45%
Teneur en NaCl 18-26% 16-24%
Contenu en Na₃AlF₆ 20-28% 22-30%
Contenu du KF 10-16% 12-18%
Na₂SiF₆ Aucun 3-6%
Forme des particules Poudre 0,1-0,3 mm Poudre fine 0,05-0,2mm
Taux de dosage 1,5-3,0 kg/tonne Al 1,0-2,5 kg/tonne Al
Réduction du Na 40-65% 55-75%
Méthode d'application Injection / comprimé Injection de préférence

Comment choisir le bon flux pour votre alliage d'aluminium ?

Tableau de sélection des flux spécifiques aux alliages

Type d'alliage Défi primaire Flux recommandé Flux secondaire Considération spéciale
A356 / A357 (Al-Si-Mg) Porosité H₂ + spinelle Flux DG + raffinage RF CV couvrant Le Mg augmente le taux d'écume ; utiliser un écrasement lourd
A380 / ADC12 (Al-Si-Cu) H₂ + inclusions secondaires de ferraille DG flux + DR drossing CV couvrant Volume élevé ; sensible aux coûts ; polyvalent viable
319 (Al-Si-Cu) Gestion de l'inclusion du cuivre DG flux + DR drossing Raffinage RF Les intermétalliques de Cu peuvent bloquer les filtres
A413 / LM6 (eutectique Al-Si) H₂ modéré ; oxyde de surface DG flux + DR drossing CV couvrant Traitement standard ; réagit au flux
2xx.x (Al-Cu) H₂ élevé à température élevée Flux DG (dose élevée) + CV Raffinage RF Traitement à 730-750°C ; sensibilité au cuivre
5xx.x (Al-Mg, >3% Mg) Oxydation très agressive DR heavy-duty + DG flux CV couvrant La teneur en magnésium double le taux de production de crasse
7xx.x (Al-Zn-Mg) Inclusions complexes + Zn Flux DG + raffinage RF CV couvrant Fumées de zinc ; ventilation essentielle
Alliages secondaires / recyclés H₂ élevé + charge d'inclusion élevée DG + DR + RF combinés CV couvrant Exigence de traitement la plus contraignante
Al 1xxx haute pureté Inclusions minimes ; H₂ Flux DG (faible dose) CV couvrant Très propre ; fine filtration PPI en aval
Tutoriel en six étapes sur le choix du flux approprié pour l'aluminium en fusion
Tutoriel en six étapes sur le choix du flux approprié pour l'aluminium en fusion

Aluminium secondaire et aluminium primaire : Pourquoi l'intensité du traitement diffère-t-elle ?

C'est l'une des distinctions les plus importantes dans la sélection des flux que de nombreux guides négligent. L'aluminium primaire (produit à partir de l'alumine par électrolyse) arrive à la fonderie avec une faible teneur en hydrogène (typiquement 0,05-0,15 ml/100g) et une charge minimale d'inclusion d'oxyde. L'aluminium secondaire (déchets recyclés) contient :

  • une teneur en hydrogène dissous de 3 à 6 fois plus élevée.
  • Population d'inclusion d'oxyde 5 à 10 fois plus élevée.
  • Contamination potentielle par des métaux alcalins provenant de revêtements et de lubrifiants de rebut.
  • Débris physiques provenant de la contamination de la surface de la ferraille.

Le programme de traitement des flux pour l'aluminium secondaire est fondamentalement plus intensif que pour l'aluminium primaire :

Paramètre de traitement Aluminium primaire Aluminium secondaire
Dose de flux de dégazage 0,5-1,0 kg/tonne 1,2-2,5 kg/tonne
Fréquence d'écrasement Selon les besoins Chaque cycle de fonte
Flux de raffinage Généralement pas nécessaire Recommandé pour la qualité automobile
Dégazage rotatif Recommandé Fortement recommandé
Objectif DI après traitement ≤ 2% ≤ 4% (≤ 2% pour les pièces critiques)
Durée du cycle de traitement 10-15 min 15-25 min

Méthodes d'application du flux : Des systèmes de dégazage manuels aux systèmes de dégazage rotatifs

Pourquoi la méthode d'application est aussi importante que la sélection du flux

Le même produit de flux donne des résultats radicalement différents selon la manière dont il est appliqué. C'est peut-être le facteur le plus sous-estimé dans le traitement des flux d'aluminium. Nous avons vu des fonderies utiliser des produits de flux de qualité supérieure et obtenir de mauvais résultats en raison d'une technique d'application inadéquate, alors que d'autres opérations obtiennent d'excellents résultats avec des produits de flux standard grâce à un équipement de dégazage rotatif adéquat.

Comparaison des performances des méthodes d'application

Méthode Equipement H₂ Suppression Efficacité du flux Investissement en capital
Épandage en surface + brassage manuel Louche/écumoire en acier 20-35% Faible Minime
Tablette de flux/immersion de la briquette Piston de cloche 30-50% Moyenne-Faible Très faible
Injection de lance (N₂ porteur) Lance + alimentation en gaz 45-65% Moyen Faible-Moyen
Dégazage rotatif (sans flux) Unité rotative + gaz 55-75% N/A Moyenne-élevée
Dégazage rotatif + injection de flux Système complet 70-90% Très élevé Haut

Application manuelle Meilleure pratique

Pour les opérations ne disposant pas d'équipement d'injection, l'application manuelle permet d'obtenir des résultats significatifs :

  1. Vérifier que la température de fusion se situe entre 700 et 740 °C.
  2. Éliminer les crasses accumulées par écrémage avant l'application du flux.
  3. Peser avec précision la dose de flux correcte - le fait de regarder à l'œil conduit à un sous-dosage constant.
  4. Répartir le flux sur la surface de fusion par sections plutôt que de le déverser en un seul endroit.
  5. À l'aide d'un piston en acier perforé, faire pénétrer le flux sous la surface de façon répétée dans tout le volume de fusion.
  6. Attendre au moins 8 à 12 minutes de traitement actif avant de procéder à l'écrémage.
  7. Écumer proprement, puis évaluer l'état de la surface avant de procéder au coulage.

Unité de dégazage rotative Fonctionnement

Pour les opérations de plus de 2 tonnes de capacité de fusion où la qualité de la coulée est importante, le dégazage rotatif est la bonne approche. Le rotor en graphite tournant à 200-500 tours/minute génère des bulles de 2 à 5 mm de diamètre - contre 15 à 40 mm pour l'injection manuelle à la lance - ce qui augmente considérablement la surface de captage de l'hydrogène par mètre cube de gaz consommé.

AdTech fabrique des systèmes de dégazage de rotor et d'arbre en graphite optimisés pour une utilisation avec nos produits de flux :

Paramètres clés de l'unité rotative :

  • Vitesse du rotor : 300-450 RPM (plage optimale typique pour la plupart des applications)
  • Profondeur d'immersion du rotor : 100-150 mm au-dessus de la sole du four
  • Gaz vecteur (N₂ ou Ar) : 4-8 L/min par tonne d'aluminium à traiter
  • Durée du traitement : 12-18 minutes par tonne pour l'aluminium secondaire
  • Taux d'injection de flux : 0,8-1,5 kg/tonne livrés par l'unité d'injection de flux

La chimie des flux expliquée : Ce que font réellement les ingrédients

Comprendre la fonction de chaque composant chimique du flux d'aluminium permet d'évaluer les produits des fournisseurs et de résoudre les problèmes de traitement.

Tableau de référence des fonctions des composants

Composant chimique Formule chimique Fonction en flux Contenu typique Ce qui se passe sans elle
Chlorure de potassium KCl Sel porteur ; formation d'eutectique ; bas point de fusion 35-55% Augmentation du point de fusion du flux ; réduction de la fluidité
Chlorure de sodium NaCl Sel porteur ; ajustement eutectique 18-32% Semblable à l'absence de KCl ; changement de composition
Cryolite Na₃AlF₆ Dissout Al₂O₃ ; réduit la viscosité du film d'oxyde 12-25% Élimination réduite de l'oxyde ; crasse plus dure
Fluorure de potassium KF Dissolution agressive des oxydes ; élimination des métaux alcalins 5-18% Elimination moins efficace de l'alcali ; crasse plus dure
Fluorotitanate de potassium K₂TiF₆ Sites de nucléation des bulles de H₂ ; génération de bulles plus fines 5-14% Bulles plus grosses ; dégazage moins efficace
Hexafluorosilicate de sodium Na₂SiF₆ Agent de nettoyage ; dissolution de l'oxyde de paroi 3-8% Flux de nettoyage du four moins efficace
Fluorure de calcium CaF₂ Ajusteur du point de fusion ; flux supplémentaire 2-8% Le point de fusion peut augmenter légèrement

Pourquoi le taux d'humidité est-il essentiel ?

La teneur en humidité du flux est le paramètre de qualité le plus critique - plus important que n'importe quel ratio d'ingrédient actif. Même 0,5% d'humidité dans le flux de dégazage provoque :

  • Production violente de vapeur lorsque le flux entre en contact avec de l'aluminium à 720°C (la pression de la vapeur dépasse instantanément la pression atmosphérique à ces températures).
  • Risque de brûlure par projection de métal en fusion
  • Production de gaz HCl à partir de la réaction humidité-chlorure avant que le flux n'atteigne la température de traitement optimale
  • Efficacité réduite du dégazage car les bulles de vapeur collectent moins d'hydrogène par unité de volume qu'un gaz de traitement correctement généré.

Les spécifications d'AdTech exigent une teneur en humidité inférieure à 0,30% (0,20% pour les qualités supérieures) et nous expédions les flux dans des emballages scellés à l'épreuve de l'humidité. Les récipients ouverts doivent être refermés immédiatement et stockés à une humidité relative inférieure à 60%.

Erreurs courantes dans le traitement du flux et comment les éviter

Les onze erreurs les plus dommageables dans la pratique du flux d'aluminium

Erreur 1 : Appliquer un flux d'écrasement alors que le problème est l'hydrogène dissous
Le flux de dégrossissage traite les crasses superficielles ; il n'élimine pas l'hydrogène dissous. Si votre problème est la porosité des gaz, spécifiez le flux de dégazage. Le diagnostic est simple : si la porosité est souterraine et uniforme, elle est liée à l'hydrogène ; si les défauts sont liés à l'oxyde de surface, le flux de dégazage est pertinent.

Erreur 2 : Sous-dosage pour réduire les coûts de flux
Le sous-dosage du flux permet d'économiser peut-être 0,50-2,00 USD par tonne de métal tout en réalisant 30-40% de réduction potentielle de l'hydrogène - une fausse économie lorsque chaque rejet de coulée coûte 10-500 USD. Dosage selon les spécifications basées sur le poids réel de la fonte.

Erreur 3 : Traiter à une température incorrecte
Le traitement par flux à une température inférieure à 680°C est inefficace car le point de fusion du flux se rapproche de la température de fusion, ce qui réduit la fluidité et l'activité chimique du flux. Un traitement à plus de 780°C accélère la réoxydation et l'absorption d'hydrogène plus rapidement que le flux ne peut l'éliminer. Objectif 710-740°C.

Erreur 4 : Utiliser un flux humide ou contaminé par l'humidité
Visuellement identique au flux sec, mais crée des risques pour la sécurité, génère des fumées excessives et offre des performances métallurgiques nettement inférieures. Vérifier l'étanchéité du récipient avant chaque utilisation ; ne pas utiliser de flux provenant d'un emballage endommagé.

Erreur n° 5 : écrémer avant la durée totale du traitement
La plupart des fonderies sous-estiment la durée du traitement nécessaire. Un dégazage efficace nécessite 12 à 18 minutes par tonne à l'aide d'un équipement rotatif, et non 4 à 6 minutes comme l'indiquent certains opérateurs. Vérifiez systématiquement les résultats de l'analyse numérique - ils révèleront si le traitement est trop court.

Erreur 6 : Traiter avec des crasses existantes
Les crasses présentes à la surface de la fonte avant le traitement de dégazage isolent le métal du contact avec les bulles de flux dans la zone proche de la surface et absorbent préférentiellement le flux. Il faut toujours écumer les crasses avant le début du traitement de dégazage.

Erreur 7 : Ignorer les exigences spécifiques à l'alliage
Une dose de flux appropriée pour l'aluminium A356 primaire est insuffisante pour l'ADC12 secondaire avec une charge d'inclusion élevée. Le type d'alliage et la source de métal (primaire ou secondaire) doivent déterminer le choix du flux et le dosage.

Erreur 8 : Ne pas suivre le traitement par filtration sur mousse céramique
Le traitement par flux élimine les inclusions grossières et l'hydrogène dissous. Il ne peut pas éliminer les fines inclusions bifilmiques, ce qui nécessite une filtration en mousse céramique en aval. Le traitement par flux sans filtration laisse une population résiduelle d'inclusions qui provoque des défauts de coulée.

Erreur 9 : Permettre une réoxydation entre le traitement et la coulée
Le métal traité laissé sans protection par un flux de recouvrement réabsorbe l'hydrogène à raison de 0,03-0,08 ml/100g par heure. Appliquer le flux de couverture immédiatement après le dégazage si la coulée n'est pas immédiate.

Erreur 10 : Appliquer un flux à une fusion turbulente
Les turbulences pendant le traitement par flux introduisent de nouvelles pellicules d'oxyde plus rapidement que le flux ne les élimine. Réduire au minimum le brassage et l'agitation pendant le traitement, à l'exception des mouvements délibérés de distribution du flux.

Erreur 11 : Pas de mesure avant et après le traitement
Sans mesure de la DI ou autre évaluation de l'hydrogène, il n'y a aucun moyen de savoir si le traitement a atteint l'objectif. La mise en œuvre d'un contrôle systématique de l'injection directe constitue un contrôle minimum du processus.

Flux d'écrasement de l'aluminium AdTech
Flux d'écrasement de l'aluminium AdTech

Gamme de produits AdTech Aluminum Flux : Spécifications et commande

Matrice des produits AdTech Complete Flux

Code produit Type de flux Composition principale Formulaire Débit de la dose Application primaire
AdTech DG-1 Flux de dégazage (premium) KCl 42%, NaCl 24%, Na₃AlF₆ 20%, K₂TiF₆ 10%, KF 4% Granulés 0,5-2mm 0,8-1,8 kg/tonne Injection rotative de dégazage
AdTech DG-2 Flux de dégazage (standard) KCl 47%, NaCl 28%, Na₃AlF₆ 18%, KF 7% Poudre 0,1-0,5mm 1,5-3,0 kg/tonne Injection de lance / manuelle
AdTech DR-1 Flux d'écumage (standard) KCl 55%, NaCl 20%, Na₃AlF₆ 15%, KF 10% Poudre 0,1-0,5mm 5-12 kg/tonne de crasse Drosses de fonderie standard
AdTech DR-2 Flux d'écumage (usage intensif) KCl 50%, NaCl 17%, Na₃AlF₆ 18%, KF 15% Granulés 0,5-2mm 8-18 kg/tonne de crasse Al secondaire ; crasse lourde
AdTech CV-1 Flux de couverture KCl 67%, NaCl 23%, Na₃AlF₆ 10% Granulés 2-8mm 5-10 kg/m² Protection du four de maintien
AdTech RF-1 Flux de raffinage KCl 40%, NaCl 20%, Na₃AlF₆ 24%, KF 16% Poudre fine 1,5-3,0 kg/tonne Automobile ; élimination des alcalis
AdTech MP-1 Flux polyvalent KCl 44%, NaCl 22%, Na₃AlF₆ 20%, KF 14% Granulés 0,5-2mm 2,0-4,0 kg/tonne Programmes de traitement général
AdTech CL-1 Flux de nettoyage Na₃AlF₆ 40%, KF 30%, KCl 30% Granulés 1-4mm 10-20 kg/m² d'oxyde Nettoyage des parois et de la sole du four
AdTech LC-1 Flux à faible teneur en chlorure Sel organique 50%, fluorure 35%, KCl 15% Poudre 1,5-2,5 kg/tonne UE / marchés réglementés

Commande minimale et délai d'exécution

Les produits AdTech flux sont livrés en sacs scellés étanches de 25 kg, avec des palettes standard de 1 000 kg (40 sacs). Pour les commandes d'essai, des quantités minimales de 5 sacs (125 kg) sont disponibles. Le délai de livraison standard à partir de la confirmation de la commande est de 7 à 15 jours ouvrables pour les formulations en stock. Les formulations personnalisées ou les produits à faible teneur en chlorure nécessitent un délai de 15 à 25 jours ouvrables.

Foire aux questions (FAQ)

Q1 : Quel est le meilleur flux à utiliser lors de la fusion de l'aluminium pour le moulage ?

Le meilleur flux dépend de votre objectif spécifique. Pour réduire la porosité de la coulée due à l'hydrogène dissous, spécifiez un flux de dégazage basé sur la chimie du fluorure de KCl-NaCl appliqué par injection à la lance ou par unité de dégazage rotative à raison de 1,0-2,0 kg par tonne d'aluminium. Pour réduire la perte d'écume, utilisez une poudre de flux d'écume appliquée directement sur la surface de l'écume à raison de 5 à 15 kg par tonne d'écume. La plupart des fonderies d'aluminium de production ont besoin des deux : un traitement de dégazage pour traiter la porosité, suivi d'un flux d'écumage pour écumer proprement et récupérer le maximum de métal. Pour les opérations qui conservent le métal pendant de longues périodes, il faut ajouter un flux de couverture après l'écumage. Le flux de dégazage DG-1 et le flux d'écrasement DR-1 d'AdTech sont les spécifications de départ correctes pour la majorité des opérations de moulage de l'aluminium automobile.

Q2 : Puis-je utiliser un seul flux polyvalent au lieu de flux de dégazage et d'écrasement distincts ?

Les flux polyvalents sont pratiques et simplifient les procédures de traitement, ce qui les rend appropriés pour les petites opérations et les applications où l'objectif de qualité est modéré. Cependant, les flux monofonctionnels spécialisés sont toujours plus performants que les produits polyvalents, car chaque formulation peut être optimisée pour son mécanisme spécifique - la chimie optimale pour la nucléation des bulles d'hydrogène diffère de la chimie optimale pour la réduction de la viscosité de l'écume. Pour les pièces moulées automobiles critiques en termes de sécurité, les composants aérospatiaux ou toute autre application nécessitant un DI inférieur à 2%, il est fortement recommandé d'utiliser des flux de dégazage dédiés par le biais d'équipements rotatifs plutôt que des solutions à usages multiples.

Q3 : De quelle quantité de flux de dégazage ai-je besoin par tonne d'aluminium ?

Le dosage du flux dépend principalement de votre méthode d'application. Pour les unités de dégazage rotatives : 0,8-1,8 kg de flux de dégazage par tonne d'aluminium à traiter, combiné à de l'azote ou de l'argon comme gaz porteur à raison de 4-8 L/min par tonne, pour une durée de traitement de 12-18 minutes. Pour l'injection à la lance sans unité rotative : 1,5-3,0 kg/tonne pendant 10-18 minutes. Pour le traitement de surface manuel sans équipement d'injection : 3,0-5,0 kg/tonne avec agitation active pendant 15-20 minutes. Il convient de noter que l'aluminium secondaire (ferraille recyclée) nécessite l'extrémité supérieure de ces fourchettes en raison d'une teneur initiale en hydrogène plus élevée et d'une charge d'inclusion plus importante par rapport à l'aluminium primaire.

Q4 : Que se passe-t-il si j'utilise trop de flux lors de la fusion de l'aluminium ?

Le surdosage du flux de dégazage ou d'écumage au-delà d'environ 2 fois le taux recommandé a plusieurs conséquences négatives : augmentation de la production de gaz HCl et de fluorure nécessitant une ventilation plus importante, volume plus important d'écumes contaminées par le flux devant être éliminé, possibilité pour les résidus de flux excédentaires de rester dans la fonte s'ils ne sont pas correctement écrémés (introduction d'inclusions de sel dans les pièces coulées), et coûts inutiles sans bénéfice métallurgique supplémentaire. En cas de mauvais résultats du traitement, il convient d'améliorer la méthode d'application (passage au dégazage rotatif) plutôt que d'augmenter simplement la dose de flux.

Q5 : Dois-je utiliser de l'azote ou de l'argon comme gaz vecteur pour l'injection de flux de dégazage ?

L'azote et l'argon sont tous deux des gaz vecteurs efficaces pour l'injection de flux de dégazage. L'azote est nettement moins cher (généralement 5 à 10 fois moins cher que l'argon) et convient à la plupart des alliages d'aluminium, notamment A356, A380, ADC12, et à la plupart des alliages de fonderie commerciaux. L'argon est préféré pour les alliages contenant du magnésium où l'azote peut former du nitrure d'aluminium à la surface de la fonte, les qualités d'aluminium de haute pureté sensibles à la contamination par l'azote, et toute application où un minimum absolu d'inclusions liées au gaz est requis. Pour la plupart des opérations commerciales de fonderie, l'azote est le choix approprié. Utilisez des qualités d'ultra-haute pureté (99,999%) de l'un ou l'autre gaz pour minimiser la contamination par l'humidité et l'oxygène.

Q6 : Comment puis-je savoir si mon traitement par flux fonctionne réellement ?

La vérification la plus accessible est le test de l'indice de densité (ID) : solidifiez un échantillon à la pression atmosphérique et un autre sous vide (80-100 mbar), pesez les deux et calculez l'ID = (densité atm - densité vac) / densité atm × 100. Prendre des mesures avant et après le traitement. Un traitement de dégazage rotatif correctement exécuté devrait réduire le DI de 10-20% (aluminium secondaire typique non traité) à 1-5%. Si le DI après traitement reste supérieur à 6-8%, examinez les points suivants : température de traitement (vérifiez que la température de fusion est comprise entre 710 et 740 °C), débit du gaz porteur (vérifiez l'étalonnage du débitmètre), humidité du flux (testez ou remplacez le flux), durée du traitement (prolongez-la si elle est inférieure à 12 minutes par tonne) et état du rotor (vérifiez qu'il n'est pas usé ou obstrué).

Q7 : Puis-je utiliser du sel de table (NaCl) comme fondant lors de la fusion de l'aluminium ?

Techniquement, le chlorure de sodium remplit une certaine fonction métallurgique dans l'aluminium fondu - c'est l'un des composants de base des formulations commerciales de fondants à base de chlorure. Cependant, l'utilisation du sel de table seul comme fondant est inefficace pour plusieurs raisons : il ne contient pas les composants fluorés (cryolite, KF) qui assurent les fonctions critiques de dissolution des oxydes et d'élimination des fines inclusions, il contient de l'humidité et des agents anti-agglomérants qui génèrent des fumées de HCl excessives, et il n'a pas la composition eutectique optimisée qui donne aux fondants commerciaux leur point de fusion et leur fluidité corrects à la température de traitement. Le sel de table n'offre pas non plus d'avantage en matière de dégazage - l'élimination de l'hydrogène nécessite la chimie spécifique de nucléation des bulles fournie par les composants fluorés. Utilisez un flux de dégazage commercial correctement formulé pour toute application nécessitant une amélioration métallurgique mesurable.

Q8 : Quel flux dois-je utiliser pour fondre l'aluminium à forte teneur en magnésium (comme les alliages 5xxx) ?

Les alliages d'aluminium à forte teneur en magnésium (série 5xxx, ou tout alliage dont le Mg est supérieur à 1%) présentent un environnement de traitement plus difficile. Le magnésium s'oxyde environ 1 000 fois plus vite que l'aluminium aux températures de fusion, ce qui génère un taux d'écume nettement plus élevé. Recommandations : utiliser un flux d'écrasement à haut rendement (AdTech DR-2) plutôt qu'un flux d'écrasement standard, augmenter le taux d'application du flux d'écrasement de 25-40% par rapport aux alliages Al-Si standard, appliquer un flux de couverture immédiatement après chaque opération d'écrémage pour protéger la surface de la fonte riche en Mg, et réduire le temps d'attente entre le traitement et la coulée. Pour le dégazage, le flux standard de fluorure KCl-NaCl reste approprié, mais il faut envisager d'utiliser de l'argon plutôt que de l'azote comme gaz porteur pour minimiser la formation de nitrure d'aluminium, qui est plus problématique avec les alliages à forte teneur en magnésium.

Q9 : Combien de temps l'aluminium traité reste-t-il propre avant que je doive le traiter à nouveau ?

L'aluminium dégazé et nettoyé commence à réabsorber l'hydrogène immédiatement après la fin du traitement, à un taux de 0,03-0,08 ml H₂ par 100g Al par heure dans un four à gaz non protégé. Sans flux de couverture, la teneur en hydrogène peut passer des niveaux post-traitement de 0,10 ml/100g à 0,25-0,35 ml/100g en l'espace de 3-4 heures, ce qui nécessite un nouveau traitement. Avec un flux de couverture maintenant une couche de sel protectrice sur la surface de la fonte, la réabsorption ralentit à 0,005-0,020 ml/100g par heure, prolongeant la fenêtre de métal propre à 6-10 heures avant qu'un nouveau traitement ne soit nécessaire. Recommandation pratique : pour les pièces coulées standard, traiter et couler dans les 45 à 60 minutes ; pour les applications critiques (aérospatiale, pièces hydrauliques étanches à la pression), couler dans les 20 à 30 minutes suivant la fin du traitement, quelle que soit l'application du flux de couverture.

Q10 : Quelle est la différence entre le flux utilisé dans une unité de dégazage rotative et le flux utilisé manuellement ?

La même formulation de flux peut être utilisée dans les deux méthodes, mais la forme physique et la taille des particules doivent être optimisées pour chacune d'entre elles. L'injection dans une unité de dégazage rotative nécessite un flux granulaire plus fin (particules de 0,5 à 2,0 mm) qui s'écoule de manière fiable à travers le mécanisme de l'injecteur de flux sans formation de ponts ou de blocages dans les tubes d'alimentation - AdTech DG-1 est formulé spécifiquement pour cette application. L'application manuelle (épandage en surface ou injection à la lance sans unité rotative) fonctionne mieux avec le flux sous forme de poudre (0,1-0,5 mm) - AdTech DG-2 est la formulation appropriée. L'utilisation de flux à gros grains destinés à l'injection rotative lors de l'application manuelle en surface réduit l'efficacité car les grosses particules s'enfoncent lentement dans la masse fondue au lieu de se répartir rapidement ; inversement, les flux en poudre fine peuvent obstruer l'équipement d'injection rotative. Au-delà de la taille des particules, l'application par unité rotative utilise généralement 40-60% de flux en moins par tonne d'aluminium pour obtenir une réduction de l'hydrogène équivalente ou meilleure, car l'efficacité de la génération de bulles du rotor réduit considérablement la quantité de flux nécessaire par unité de travail métallurgique effectuée.

Résumé : Mise en place d'un programme complet de traitement de l'aluminium en fusion

Pour choisir le fondant à utiliser lors de la fusion de l'aluminium, il faut faire correspondre précisément le type de fondant à l'objectif métallurgique que l'on cherche à atteindre. Le cadre est simple :

Pour la porosité due à l'hydrogène dissous : Flux de dégazage (système KCl-NaCl-Na₃AlF₆), appliqué via une unité de dégazage rotative à 0,8-1,8 kg/tonne Al avec un gaz porteur d'azote, visant un DI de post-traitement inférieur à 3%.

Pour la perte d'écume et le faible rendement en métal : Flux d'écumage (poudre de chlorure-fluorure), appliqué directement sur la surface de l'écume à raison de 5 à 15 kg par tonne d'écume avec un temps de contact de 3 à 5 minutes avant l'écumage.

Pour la réabsorption de l'hydrogène pendant les périodes d'attente : Flux de couverture (granulés grossiers de KCl-NaCl), épandu à raison de 5-10 kg/m² de surface fondue immédiatement après l'écrémage.

Pour l'élimination des inclusions fines et la contamination par les métaux alcalins : Flux de raffinage (poudre fine à haute teneur en fluor), injecté à raison de 1,5-3,0 kg/tonne avant la coulée pour les applications automobiles et de qualité critique.

Pour la productivité du four et l'accumulation des parois d'oxyde : Flux de nettoyage (granulés à haute teneur en fluor), appliqué aux zones d'accumulation d'oxyde lors de la maintenance planifiée.

La séquence correcte - d'abord l'écrémage, puis le dégazage, puis le recouvrement - est aussi importante que la sélection du flux. La combinaison d'un traitement par flux approprié et d'une filtration par mousse céramique en aval (filtre Al₂O₃ 30-40 PPI dans le système d'alimentation) permet de résoudre l'ensemble des problèmes de qualité de la coulée d'aluminium, car le flux élimine l'hydrogène et les inclusions grossières tandis que la filtration capture la population de bifilms fins que le traitement par flux ne peut pas atteindre.

La gamme complète de flux d'aluminium d'AdTech couvre chaque position dans cette séquence de traitement, fabriquée sous une gestion de qualité ISO 9001:2015 avec des spécifications de performance documentées et une certification d'analyse chimique complète.

Cet article est préparé par l'équipe éditoriale technique d'AdTech. Les spécifications des produits, les directives de dosage et les données de performance reflètent les formulations actuelles des flux d'AdTech en date de 2025-2026. Contactez l'équipe technique d'AdTech pour des recommandations de sélection de flux spécifiques à l'application et pour connaître les prix actuels.

Déclaration : Cet article a été publié après avoir été revu par Wangxing Li.

Conseiller technique

Wangxing Li

Expert technique - Atech China

Expert reconnu dans le domaine de la fusion des métaux non ferreux en Chine.
Docteur en ingénierie, ingénieur principal de niveau professeur (chercheur)
Bénéficier d'allocations spéciales nationales et de candidats nationaux pour le projet du nouveau siècle de 10 millions de talents.
Ingénieur-conseil agréé au niveau national
Président de l'Institut de recherche de Zhengzhou de l'Aluminum Corporation of China.

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